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Design and development of REAlistic food Models with well-characterised micro- and macro-structure and composition

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Modeler la structure des aliments

Malgré la complexité de leur composition et de leur structure, les chercheurs ont maintenant une idée relativement claire des systèmes alimentaires. Au contraire, le contrôle de la structure des aliments demeure un objectif difficile alors que l'élucidation de son rôle est un critère fondamental si l'on veut comprendre l'influence des aliments sur la santé.

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Le développement de modèles alimentaires génériques mimant la structure de certains aliments serait un atout majeur pour évaluer l'effet d'un changement de composition ou de méthode de transformation des aliments sur leurs propriétés nutritionnelles et sur la santé. En outre, de tels modèles pourraient être utilisés par l'industrie agro-alimentaire pour optimiser les processus de production. Pour que ces modèles alimentaires deviennent réalité, le projet DREAM financé par l'UE a réuni une équipe multidisciplinaire d'experts en alimentation y compris des partenaires industriels et des organisations de l'industrie agro-alimentaire. Le consortium a commencé par classer les différents aliments en quatre groupes en fonction de leur structure : ceux à base de cellulose (fruits et légumes); de protéines (viande); ceux combinant des systèmes gélifiés, dispersés ou oxygénés (les produits laitiers comme les yaourts, les crèmes ou les fromages); et enfin ceux fabriqués à partir d'une mousse solide (les produits céréaliers comme le pain). En utilisant des modèles alimentaires réalistes et bien caractérisés, les partenaires voudraient traduire les résultats de la recherche actuelle en modèles mathématiques susceptibles de simuler numériquement la structure des aliments et ainsi pouvoir mesurer l'impact des processus thermiques de transformation sur les aliments ou la composition des nutriments. Le «modèle cellulaire solide plein» conçu pour les fruits et légumes a ainsi été développé à partir de la structure des tomates, des pommes et des choux. Les informations acquises sur l'effet de la transformation des tomates en purée ou celui de l'ébullition sur la lyse cellulaire des choux et donc la teneur en nutriments ont été intégrées dans le modèle en même temps que les données sur leur microstructure et leur teneur en éléments nutritifs. Les chercheurs ont utilisé les techniques de relaxométrie RMN (résonance magnétique nucléaire) ainsi que d'autres méthodes de spectroscopie pour obtenir ces données. De même pour le «modèle cellulaire protéique en réseau», les modèles proposés ont été conçus pour pouvoir évaluer les modifications protéiques induites par la cuisson et analyser quels sont les paramètres physicochimiques impliqués dans digestibilité des protéines. Les données concernant les mécanismes impliqués dans la dénaturation et l'oxydation des protéines pendant la cuisson ont également été intégrées dans ce modèle. Pour établir son modèle sur les produits laitiers, le consortium est parti d'un dessert lacté et d'un modèle de fromage blanc. Les travaux sur ces modèles ont permis aux chercheurs de relier la composition de la surface du produit avec la température de la composition du lait. Concernant le «modèle ouvert des mousses solides», diverses sources commerciales de fibres (pâte à pain, pain et biscuits) ont été testées et les chercheurs ont pu générer et valider des protocoles d'essai concernant la rhéologie, la température, la porosité, la couleur et la qualité de l'eau. Les modèles alimentaires expérimentaux du projet DREAM sont actuellement évalués pour leur capacité à estimer la biodisponibilité des nutriments, la présence de composés phytochimiques et de substances toxiques, la sécurité alimentaire et la qualité microbiologique des aliments. Grâce à ces outils, les acteurs du secteur agro-alimentaire seront capables de déterminer les conséquences nutritionnelles de leurs étapes de transformation et adapter ces méthodes pour préserver la composition et la structure des aliments.

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